광대역 카메라의 영상 복합 처리 = Complex image processing for broadband camera
저자
발행사항
부산 : 부산대학교, 2013
학위논문사항
학위논문(박사)-- 부산대학교 대학원 : 바이오산업기계공학과 2013. 2
발행연도
2013
작성언어
한국어
주제어
DDC
621.392 판사항(21)
발행국(도시)
부산
형태사항
x, 131 장 : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
참고문헌 : 장 112-117
DOI식별코드
소장기관
Composite image processing on the day-and-night broadband camera is a high technology which is in most parts not yet localized. It may have big ripple effects because it can be used for various industrial purposes, for example, designing super-precious devices, treating photoelectrons, processing sensor signals, stabilizing and controlling equipment and advancing software development technologies.
However, there's still an insufficient localization of software and hardware technologies necessary for composite image processing on the broadband camera.
The technology of composite image processing requires a long-term investment since other technologies as its origin are still less localized. Long-term pursuits should be raising the degree of localization in the technology of composite image processing and acquiring original technologies which are the very fundamentals of that processing.
As a total collection of image processing techniques, the composite image processing technology of the broadband camera is directly applicable to some projects such as conducting security and surveillance, detecting forest fires, monitoring ecological conditions of the nature and protecting and monitoring the natural environment. In a few countries like the United States, Israel, Britain and France, that technology is already the very basis of the security and surveillance camera industry whose market is being formed with high-added value creation.
Coverage by the CCTV camera is usually not beyond an indoor or limited outdoor area. The closed-circuit television device is limited in space and visibility range. Thus, area that can be monitored by one unit of that camera is so small.
Most of the surveillance systems that are currently available are workable only within a certain range of observation, but become poorly functional when out of that range. Those systems might become limited in surveillance due to natural conditions like pollution and fog.
Such systems of the military sector are better in performance than those of the private sector. Nevertheless, however, the former too is never indefinite in the range of surveillance. Those military systems still have some limitations in perfectly observing the enemy who appear in a wide open area like the Demilitarized Zone frontier, strongly suggesting the necessity to enhance both broadband camera and image processing technologies.
This triggered working on composite image processing which would an epoch-making renovation of conventional image processing. To physically embody the composite processing technology, this study used lots of different springs and tensions to improve the performance of that technology and developed an image enhancement software to keep compositely processed images more stable.
The study also designed different filters, histogram equalization and embedded board all of which could help improve problems with the conventional technology of image processing such as low-resolution images and difficulty in tracing moving objects.
The composite image processing technology allows tracing images in efficient manners by using not only the embedded board and the Bayesian technique, but also weights that are given to particles as state variables. To ensure the application of that technology under optimal conditions, this study developed PIHN image processing technique that conducts in sequence techniques like the interframe algorithm, histogram equalization and noise removal.
This study is expected to bring lots of changes in the technique of image processing in that it demonstrated a new technology which is even more advanced than current methods of image processing and provided a newly developed embedded board that has no influence on the CPU.
주ㆍ야 겸용 광대역 카메라 영상복합 처리기술은 대부분 국산화 되지 못한 첨단 기술이다. 이 기술은 초정밀 기구설계 기술, 광전자 기술, 센서 신호 처리기술, 기구 안정화 제어기술, 소프트웨어 개발 기술의 향상 등 다양한 산업에 적용 할 수 있어 그 파급 효과가 크다.
광대역 카메라 영상복합처리 관련 소프트웨어 및 하드웨어 기술 역시 충분히 국산화 되지 못한 실정이다.
영상복합처리 기술은 국내 기반기술이 취약하여 장기적인 투자를 필요로 한다. 장기적으로는 국산화율을 높이고 타 산업에 응용할 수 있는 기반기술을 확보해야 할 것이다.
광대역 카메라 영상 복합처리 기술은 보안감시, 산불감시, 자연 생태감시, 자연환경보호감시 등 다양한 분야의 산업에 곧바로 적용할 수 있는 영상처리기술의 집합체이며 미국, 이스라엘, 영국, 프랑스 등 소수의 나라에서 고부가가치 상품으로 시장이 형성되어 가고 있는 미래 보안감시카메라 산업을 이끌어 나갈 최첨단기술이다.
CCTV 카메라의 경우 실내 공간에서의 감시 또는 실외에서의 한정된 범위 내에서 감시가 가능하며, 공간 및 가시거리의 제한으로 한 대의 카메라로 감시 가능한 구역은 매우 한정적이다.
대다수 감시 장비들은 일정 거리에서 감시가 가능할 뿐 감시거리를 벗어나거나 자연의 공해 안개 등으로 인하여 감시기능이 제한적이다.
군사용 감시 장비는 민간분야 장비보다는 기능이 우수하다. 그러나 군수분야 장비 역시 감시거리의 한계는 있다. 최전방 비무장지대와 같은 개활지 상에서 적군의 동태 파악까지는 한계를 가지고 있으므로 광대역 카메라 기술과 영상 처리 기술에 많은 개선이 절실히 요구되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 영상 처리 방법을 획기적으로 개선한 영상복합 처리 방법을 연구하게 되었고, 이 연구에서는 기구적인 측면에서 이를 해결 하기위해 각종 스프링과 텐션을 적용하여 성능을 향상 시키고, 이미지개선 소프트웨어를 개발하여 영상을 안정화 하였다.
또한 영상의 흐림으로 인한 영향과 이동물체 추적의 문제 현상에 대하여 각종 필터 와 이미지 히스토그램평활화(histogram equalization) 및 내장보드를 설계하여 이를 개선하였다.
영상복합처리 기술은 내장보드와 베이시언(Bayesian)기법을 이용할 뿐만 아니라 상태변수 입자(particle)가 가지는 가중치를 이용하여 영상 추적을 효율적으로 수행한다. 인터프레임 알고리즘, 히스토그램 평활화 ,그리고 노이즈 잡음 제거 등 각각의 영상 처리기법을 동시에 순차적으로 수행 할 수 있는 PIHN영상 처리 기법을 개발하여 최적의 조건을 제시하였다.
본 연구의 결과는 현재 활용 되고 있는 영상처리 기술보다 월등히 높은 기술을 적용 하였고, 또한 중앙처리장치에 영향을 주지 않는 내장보드(Embedded board)를 개발함으로써 향후 영상 처리 기법에 많은 변화를 가져 올 것으로 기대한다.
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